用于垃圾收集的存储器系统及其操作方法技术方案

本公开涉及一种存储器系统。该存储器系统包括多个存储块，每个存储块包括多个页面，多个页面中的每一个包括多个偏移；以及控制器，包括存储器，并且被配置成使用存储器对牺牲块执行垃圾收集操作，其中该控制器从多个存储块之中选择牺牲块，通过检查牺牲块中包括的有效页面中的多个偏移之中是否存在无效偏移来计算无效偏移比率，并且，当无效偏移比率包括在预定的阈值范围内时，计算有效页面的顺序比率，根据顺序比率来预测无效偏移的逻辑地址，将有效页面中的多个有效偏移中存储的有效数据和对应于预测的逻辑地址的存储器区域中存储的有效数据存储在存储器中，使用与有效页面中的多个偏移相对应的期望值来计算有效页面的顺序比率。

【技术实现步骤摘要】
用于垃圾收集的存储器系统及其操作方法相关申请的交叉引用本申请要求于2020年1月17日提交的申请号为10-2020-0006576的韩国专利申请的优先权，其通过引用整体并入本文。
本公开实施例涉及一种半导体装置，并且更特别地，涉及一种用于垃圾收集的存储器系统及其操作方法。
技术介绍
近来，计算环境范例已经转变成可随时随地访问计算机系统的普适计算。因此，诸如移动电话、数码相机和笔记本电脑的便携式电子装置的使用已迅速增长。这种便携式电子装置通常使用包括存储器装置的存储器系统，诸如数据存储装置。数据存储装置用作便携式电子装置的主存储器装置或辅助存储器装置。与硬盘装置相比，由于包括非易失性存储器装置的数据存储装置不具有机械驱动单元(例如，具有读取/写入头的机械臂)，因此该数据存储装置具有优异的稳定性和耐久性、快速数据访问率和低功耗。具有这些优点的数据存储装置可包括通用串行总线(USB)存储器装置、具有各种接口的存储卡、固态驱动器(SSD)等中的任意一种。
技术实现思路
各个实施例涉及一种用于垃圾收集的存储器系统及其操作方法。而且，各个实施例涉及一种存储器系统及其操作方法，其中，当在执行垃圾收集时，在牺牲块的有效页面中包括的一个或多个有效偏移中存储的有效数据被迁移到目标块时，通过使用映射表检查碎片化数据，将已经存储在有效页面中包括的无效偏移中的碎片化数据存储在目标块中，从而提高读取性能。在实施例中，一种存储器系统可包括：多个存储块，每个存储块包括多个页面，多个页面中的每一个包括多个偏移；以及控制器，包括存储器，并且被配置成使用存储器对牺牲块执行垃圾收集操作，其中控制器从多个存储块之中选择牺牲块，通过检查牺牲块中包括的有效页面中的多个偏移之中是否存在无效偏移来计算无效偏移比率，并且，当无效偏移比率包括在预定的阈值范围内时，计算有效页面的顺序比率，根据顺序比率预测无效偏移的逻辑地址，将有效页面中的多个有效偏移中存储的有效数据和与预测的逻辑地址相对应的存储器区域中存储的有效数据存储在存储器中，使用与有效页面中的多个偏移相对应的期望值来计算有效页面的顺序比率。在实施例中，一种用于操作存储器系统的方法，该存储器系统包括多个存储块和用于控制对多个存储块的垃圾收集操作的控制器，该方法包括：从多个存储块之中选择牺牲块；通过检查在配置牺牲块中包括的有效页面的多个偏移中是否包括无效偏移来计算无效偏移比率；当无效偏移比率包括在预定的阈值范围内时，设置与多个偏移相对应的期望值；使用多个偏移之中的多个有效偏移的期望值来计算有效页面的顺序比率；在有效页面的顺序比率等于或高于预定的阈值的情况下，预测与对应于多个偏移的期望值之中的无效偏移相对应的期望值，作为无效偏移的逻辑地址；并且将与预测的逻辑地址相对应的存储器区域中存储的有效数据和多个有效偏移中存储的有效数据存储在目标块中。在本技术中，当在执行垃圾收集时，将在牺牲块的有效页面中包括的一个或多个有效偏移中存储的有效数据存储在目标块中时，在有效页面中包括无效偏移的情况下，确定有效页面中存储的有效数据的逻辑块地址的顺序性。当有效数据被确定为顺序数据时，搜索已经存储在无效偏移中的数据并将该数据存储在目标块中，从而提高读取性能。在本技术中，当对牺牲块执行垃圾收集时，在牺牲块中的有效页面的多个偏移中包括无效偏移的情况下，使用与多个偏移之中的有效偏移相对应的逻辑块地址来计算有效页面的顺序比率，使用顺序比率来预测与有效页面中包括的无效偏移相对应的逻辑块地址，并且从与所预测的逻辑块地址相对应的物理地址读取数据并将该数据存储在目标块中，从而提高读取性能。附图说明图1示出根据本公开实施例的存储器系统中的控制器。图2是示出根据本公开实施例的存储器系统中使用的超级存储块的示图。图3是示出根据实施例的在存储器系统中执行的数据处理操作的示图。图4是示出构成存储器装置中包括的块的页面的配置的示图。图5是示出根据本公开实施例的用于在存储器系统中执行垃圾收集操作的设备的示图。图6至图8是用于描述根据本公开实施例的存储器系统中的垃圾收集操作的示图。图9A和图9B是示出根据本公开实施例的映射数据管理器的操作的示图。图10是描述根据本公开实施例的操作存储器系统的方法的流程图。图11是描述根据本公开实施例的计算有效页面的顺序比率的方法的流程图。具体实施方式以下将参照附图更详细地描述各个实施例。然而，本公开可以以不同的形式来实现，并且不应被解释为限于本文中阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底且完全的，并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。在整个本公开中，相同的附图标记在本公开的各个附图和实施例中始终指代相同的部分。图1示出根据本公开实施例的存储器系统。参照图1，存储器系统包括控制器130和存储器装置150。控制器130与主机102和存储器装置150协作。控制器130可包括主机接口(I/F)132、闪存转换层(FTL)电路40、存储器接口(I/F)142和存储器144。主机接口132可处理来自主机102的命令和数据。作为示例而非限制，主机接口132可包括命令队列56、缓冲器管理器52和事件队列54。命令队列56可顺序地存储来自主机102的命令和数据，并按存储顺序将命令和数据输出到缓冲器管理器52。缓冲器管理器52可对从命令队列56传递的命令和数据进行分类、管理或调整。事件队列54可从缓冲器管理器52顺序地传输用于处理命令和数据的事件。可从主机102连续地接收多个相同特征的命令或数据，或者可在混合或打乱之后将不同特征的命令和数据传输到存储器系统。例如，可传递用于读取数据的多个命令(即，读取命令)，或者可将读取命令和编程命令/写入命令交替地传输到存储器系统。主机接口132可将从主机102接收的命令和数据顺序地存储到命令队列56。此后，根据从主机102接收的命令和数据的特征(例如类型)，主机接口132可估计或预测控制器130将执行何种内部操作。主机接口132可至少基于命令和数据的特征来确定命令和数据的处理顺序和优先级。根据来自主机102的命令和数据的特征，主机接口132中的缓冲器管理器52被配置成确定缓冲器管理器52是否应将命令和数据存储在存储器144中，或者缓冲器管理器52是否应将命令和数据传递到闪存转换层(FTL)电路40中。事件队列54接收从缓冲器管理器52输入的事件，这些事件将由存储器系统或控制器130响应于来自主机102的命令和数据而在内部运行和处理，以便按照接收的顺序将事件传递到闪存转换层(FTL)电路40。根据实施例，闪存转换层(FTL)电路40可包括状态管理器(GC/WL)42、映射管理器(MM)44、主机请求管理器(HRM)46和块管理器(BM/BBM)48。主机请求管理器46可管理从事件队列54输入的事件。映射管理器44可处理或控制映射数据。状态管理器42可执行垃圾收集(GC)或损耗均衡(WL)。块管理器48可对存储器装置1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种存储器系统，包括：/n多个存储块，每个存储块包括多个页面，所述多个页面中的每个页面包括多个偏移；以及/n控制器，包括存储器，并且使用所述存储器对牺牲块执行垃圾收集操作，/n其中所述控制器从所述多个存储块之中选择所述牺牲块，通过检查所述牺牲块中包括的有效页面中的多个偏移之中是否存在无效偏移来计算无效偏移比率，并且，当所述无效偏移比率包括在预定的阈值范围内时，计算所述有效页面的顺序比率，根据顺序比率来预测所述无效偏移的逻辑地址，将所述有效页面中的多个有效偏移中存储的有效数据和对应于预测的逻辑地址的存储器区域中存储的有效数据存储在所述存储器中，使用与所述有效页面中的所述多个偏移相对应的期望值来计算所述有效页面的顺序比率。/n

【技术特征摘要】
20200117 KR 10-2020-00065761.一种存储器系统，包括：
多个存储块，每个存储块包括多个页面，所述多个页面中的每个页面包括多个偏移；以及
控制器，包括存储器，并且使用所述存储器对牺牲块执行垃圾收集操作，
其中所述控制器从所述多个存储块之中选择所述牺牲块，通过检查所述牺牲块中包括的有效页面中的多个偏移之中是否存在无效偏移来计算无效偏移比率，并且，当所述无效偏移比率包括在预定的阈值范围内时，计算所述有效页面的顺序比率，根据顺序比率来预测所述无效偏移的逻辑地址，将所述有效页面中的多个有效偏移中存储的有效数据和对应于预测的逻辑地址的存储器区域中存储的有效数据存储在所述存储器中，使用与所述有效页面中的所述多个偏移相对应的期望值来计算所述有效页面的顺序比率。


2.根据权利要求1所述的存储器系统，其中在所述有效页面的所述无效偏移比率超出预定的阈值范围的情况下，所述控制器仅将所述有效页面中包括的所述多个有效偏移中存储的有效数据存储在所述存储器中。


3.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述控制器将与所述有效页面中的所述多个有效偏移之一相对应的逻辑地址设置为参考值，并且使用所述参考值，通过将顺序逻辑地址分别分配到所述多个偏移来设置所述有效页面中的所述多个偏移的期望值。


4.根据权利要求3所述的存储器系统，
其中所述控制器检查与所述多个有效偏移中的每个有效偏移相对应的逻辑地址是否与所述多个有效偏移中的所述每个有效偏移的期望值一致，并且
其中所述控制器基于逻辑地址和期望值彼此一致的有效偏移的数量来计算所述有效页面的预测的顺序比率。


5.根据权利要求4所述的存储器系统，
其中所述控制器确定所述预测的顺序比率是否等于或高于预定的阈值，
其中在所述预测的顺序比率等于或高于预定的阈值的情况下，所述控制器将所述预测的顺序比率设置为所述有效页面的顺序比率，并且
其中在所述预测的顺序比率小于预定的阈值的情况下，所述控制器检查所述参考值是否被设置为所述多个有效偏移之中的最末有效偏移的逻辑地址，并且在所述参考值被设置为所述最末有效偏移的逻辑地址的情况下，所述控制器将所述预测的顺序比率设置为所述有效页面的顺序比率。


6.根据权利要求5所述的存储器系统，其中在所述参考值未被设置为所述多个有效偏移之中的所述最末有效偏移的逻辑地址的情况下，所述控制器通过使用与设置先前参考值的有效偏移不同的有效偏移的逻辑地址来重新设置所述参考值，重新计算所述有效页面的所述预测的顺序比率。


7.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述控制器确定所述有效页面的顺序比率是否等于或高于预定的阈值。


8.根据权利要求7所述的存储器系统，
其中在所述有效页面的顺序比率等于或高于预定的阈值的情况下，所述控制器预测与所述有效页面的所述无效偏移相对应的期望值作为所述无效偏移的逻辑地址，并且
其中在所述有效页面的顺序比率小于预定的阈值的情况下，所述控制器仅将所述有效页面的所述多个有效偏移中存储的有效数据存储在所述存储器中。


9.根据权利要求1所述的存储器系统，其中基于所述无效偏移的预测的逻辑地址，所述控制器从映射表中识别关于与所述预测的逻辑地址相对应的有效数据存储的位置的信息，并将与所述预测的逻辑地址相对应的有效数据存储在所述存储器中。


10.根据权利要求9所述的存储器系统，其中与所述预测的逻辑地址相对应的有效数据存储在与所述牺牲块的多个有效页面之中包括无效偏移的有效页面不同的另一有效页面中，或者存储在除所述牺牲块之外的多个存储块之中的源块或开放块中。


11.根据权利要求1所述的存储器系统，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：严基杓，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR